DE69417788T2

DE69417788T2 - Entwicklervorrichtung

Info

Publication number: DE69417788T2
Application number: DE69417788T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Takai; Hirokazu Tanaka; Atsushi Ueda; Hideo Yamasa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: DE69417788D1; EP0613064A3; EP0613064B1; US5548385A; EP0613064A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Entwicklervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Steuern der Tonerkonzentration in einer Entwicklervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 17.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Entwicklervorrichtungen zum Sichtbarmachen (Entwickeln) eines auf der Oberfläche eines Photoempfängers ausgebildeten elektrostatischen, latenten Bilds unter Verwendung eines aus Trägerkörnchen und Tonerteilchen bestehenden Entwicklermaterials werden z. B. bei vielen Trockenkopiergeräten verwendet. Bei derartigen Entwicklervorrichtungen verringert sich die Menge der Tonerteilchen bei der Verwendung im Entwicklungsprozess, wohingegen die Anzahl von Trägerkörnchen im Entwicklermaterial gleich bleibt. Daher wird die Qualität der Trägerkörnchen, die ohne Tonerteilchen im Entwicklermaterial gerührt werden, beeinträchtigt, da eine Harzüberzugsschicht auf der Oberfläche derselben abgezogen wird oder Tonerteilchen an der Oberfläche derselben anhaften. Im Ergebnis wird die Ladefähigkeit des Entwicklermaterials allmählich beeinträchtigt.
Es wurde eine Vorrichtung, die eine Beeinträchtigung der Ladefähigkeit dadurch verhindert, dass zusätzliche Trägerkörnchen gesondert von einem Nachfüllvorgang für verwendete Tonerteilchen zugeführt werden, offenbart (siehe z. B. die Offenlegung Nr. 21591/1990 (Tokukouhei 2-21591) einer japanischen Patentanmeldung). Wenn bei einer derartigen Vorrichtung zusätzliche Trägerkörnchen hinzugefügt werden, wird überschüssiges Entwicklermaterial im Entwicklergefäß durch eine in der Wand desselben ausgebildete Auslassöffnung ausgelassen, um in einem Abfallbehälter gesammelt zu werden. Durch Wiederholen des obigen Nachfüllens und Auslassens des Entwicklermaterials kann allmählich solches Entwicklermaterial im Entwicklergefäß ersetzt werden, dessen Ladefähigkeit beeinträchtigt ist. So kann die erforderliche Ladefähigkeit des Entwicklermaterials wiederhergestellt werden, und es kann eine Beeinträchtigung der Qualität des kopierten Bilds verhindert werden.
Wenn jedoch Trägerkörnchen dem Entwicklermaterial nach und nach mit kleiner Menge zusätzlich zugeführt werden, besteht die Tendenz, dass sich die Menge des Entwicklermaterials im Entwicklergefäß ändert, so dass der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial nicht genau eingestellt werden kann. Daher besteht bei der obigen Vorrichtung das Problem, dass es schwierig ist, eine gewünschte Bildqualität zu gewährleisten.
Bei der obigen Vorrichtung werden zusätzliche Tonerteilchen dadurch zugeführt, dass der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß erfasst wird, was z. B. unter Verwendung eines Tonerkonzentrationssensors erfolgt, der aus einem Sensor mit magnetischer Permeabilität besteht. Wenn Trägerkörnchen im Entwicklermaterial zurückbleiben, ohne dass eine zusätzliche Zuführung oder eine Entladung erfolgt, ändert sich die Menge des Entwicklermaterials nicht, da sich nur die Menge der Tonerteilchen ändert. Daher kann unter Verwendung eines Tonerkonzentrationssensors, der an einer Position in Kontakt mit dem Entwicklermaterial vorhanden ist, der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial genau eingestellt werden.
Andererseits besteht eine größere Änderung der Menge des Entwicklermaterials zwischen dem Zeitpunkt unmittelbar nach der Zufuhr von Trägerkörnchen und unmittelbar nach dem Auslassen von Entwicklermaterial im Vergleich mit dem obigen Fall, in dem keine zusätzliche Trägerkörnchen zugeführt werden, wenn Trägerkörnchen zusätzlich zum Entwicklermaterial zugeführt werden, um solche Trägerkörnchen allmählich zu ersetzen, deren gualität beeinträchtigt ist. Insbesondere im Fall eines tragbaren Kompaktkopierers kann durch einen Stoß oder ein Verkippen beim Bewegen eines große Menge an Entwicklermaterial auf einmal durch den Auslass ausgelassen werden. Daher ist es schwierig, eine konstante Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß beizubehalten.
Ferner kann, da die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß nicht immer konstant ist, der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklergefäß durch einen in diesem vorhandenen Sensor mit magnetischer Permeabilität nicht genau kontrolliert werden.
Bei der oben Entwicklervorrichtung erfolgte kein Versuch, den Anteil von Tonerteilchen im Entwicklermaterial innerhalb des Entwicklergefäßes durch den Tonerkonzentrationssensor genau zu erfassen. Daher kann der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial im Entwicklergefäß in der Nähe des Tonerkonzentrationssensors auf Grund einer Änderung der Menge an Entwicklermaterial stark variieren, wenn der Tonerkonzentrationssensor lediglich so angebracht ist, dass er in Kontakt mit dem Entwicklermaterial steht, wie im Fall des herkömmlichen Modells. Genauer gesagt, können dann, wenn die Konzentration des Entwicklermaterials in der Nähe des Tonerkonzentrationssensors hoch ist, keine zusätzlichen Tonerteilchen zugeführt werden, wodurch sich das Problem ergibt, dass nicht gewährleistbar ist, dass eine ausreichende Menge an Tonerteilchen vorhanden ist. Andererseits können, wenn die Konzentration des Entwicklermaterials gering ist, Tonerteilchen im Überschuss zugeführt werden, wodurch sich das Problem ergibt, dass der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial zu hoch wird. In den obigen Fällen kann sich die Bildqualität verschlechtern, da ein Kopiervorgang nicht mit dem geeigneten Anteil von Tonerteilchen ausgeführt werden kann.
Es wurde ein anderer Typ einer Entwicklervorrichtung vorgeschlagen, bei der der Tonerkonzentrationssensor an der Bodenwand des Entwicklergefäßes vorhanden ist. Jedoch bietet auch die obige Vorrichtung das Problem, dass der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial nicht genau erfasst werden kann. Wenn z. B. der Tonerkonzentrationssensor an der Bodenwand unterhalb der Entwicklerwalze an derjenigen Position, zu der Trägerkörnchen hin bewegt werden, nachdem Tonerteilchen für den Entwicklungsprozess auf den Photoempfänger geliefert wurden, besteht ebenfalls die Tendenz, dass der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial zu gering ist. Demgemäß ist es schwierig, den mittleren Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial zu erfassen, es im Entwicklerbehältnis gelagert ist. Darüber hinaus kann, abhängig vom Aufbau des Entwicklergefäßes dann, wenn der Tonerkonzentrationssensor an der Bodenwand vorhanden ist, derselbe nicht immer in stabilem Kontakt mit dem Entwicklermaterial stehen. Daher gelingt es der obigen Anordnung auch nicht, die bei herkömmlichen Modellen aufgetretene Probleme zu überwinden.
Schließlich offenbart das Dokument JP-62-066 283 eine Entwicklervorrichtung, die Tonerteilchen und Trägerkörnchen unabhängig auf Grundlage der Tonerdichte des Entwicklungsmittels sowie der Erfassung des Volumens des Entwicklungsmittels Tonerteilchen und Trägerkörnchen in unabhängiger Weise in ein Entwickler-Hauptgehäuse liefert. Die Tonerdichte wird durch einen optischen Sensor erfasst, und das Volumen wird durch einen magnetischen Sensor erfasst.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Entwicklervorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, den Anteil von Tonerteilchen in einem Entwicklermaterial, wie es in einem Entwicklerbehältnis untergebracht ist, genau zu erfassen, und das es erlaubt, zusätzliche Tonerteilchen mit geeigneter Menge hinsichtlich der Menge an Entwicklermaterial zuzuführen, um dadurch eine gewünschte Bildqualität zu gewährleisten.
Um die obige Aufgabe zu lösen, umfasst die erfindungsgemäße Entwicklervorrichtung die Merkmale gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1.
Bei der obigen Anordnung wird die Menge von Entwicklermaterial im Entwicklergefäß durch die Entwicklermaterialmenge-Erfassungseinrichtung erfasst, und durch die Regelungseinrichtung wird ein Sollanteil von Tonerteilchen für die erfasste Menge an Entwicklermaterial berechnet. Dann regelt die Regelungseinrichtung die Menge an zusätzlich von der Tonerteilchen-Zuführeinrichtung zuzuführenden Tonerteilchen in solcher Weise, dass die von der Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung erfasste Tonerkonzentration dem Sollanteil von Tonerteilchen entspricht. Im Ergebnis kann ein konstanter Anteil der Tonerteilchen im Entwicklermaterial, wie es im Entwicklergefäß gelagert ist, aufrechterhalten werden.
Zusätzlich kann die Entwicklermaterialmenge-Erfassungseinrichtung in der Höhenrichtung des Entwicklermaterials im Entwicklergefäß in solcher Weise vorhanden sein, dass sie die Höhe des Entwicklermaterials im Entwicklergefäß erfasst (z. B. ein optischer Sensor aus einem Lichtemissionselement und einem Lichtempfangselement).
Die Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise in der Nähe der Unterseite eines im Entwicklergefäß ausgebildeten Auslassabschnitts positioniert. Bei der obigen Anordnung kann eine ausreichende Menge an Entwicklermaterial in der Nähe der Unterseite des Auslassabschnitts gewährleistet werden, aus dem überschüssiges Entwicklermaterial ausgelassen wird, um aus dem Entwicklergefäß entfernt zu werden. Darüber hinaus existiert im Entwicklergefäß immer dann, wenn überschüssiges Entwicklermaterial durch die Auslassöffnung ausgelassen wird, ein Fluss von Entwicklermaterial zur Auslassöffnung hin. Daher kann selbst vor und nach einem überschüssigen Auslassen von Entwicklermaterial in der Nähe der Unterseite der Auslassöffnung immer eine vorbestimmte Menge an Entwicklermaterial gewährleistet werden. Wie beschrieben, kann, wenn die Konzentrationserfassungseinrichtung in der Nähe der Unterseite der Auslassöffnung vorhanden ist, das Entwicklermaterial immer in stabilem Kontakt mit der Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung stehen. So besteht die Tendenz, dass in der Nachbarschaft der Unterseite der Auslassöffnung keine Änderung des Anteils der Tonerteilchen bezüglich des Entwicklermaterials auftritt, und der Anteil der Tonerteilchen bezüglich des Entwicklermaterials kann durch die Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung genau erfasst werden. Wenn z. B. das erfindungsgemäße Entwicklermaterial in einem Kopiergerät verwendet wird und das Kopiergerät bewegt wird, kann auf Grund eines Stoßes oder einer Verkippung beim Bewegen des Kopiergeräts eine große Menge an Entwicklermaterial aus dem Entwicklergefäß ausgelassen werden. Selbst wenn das obige Ereignis auftritt, können die Tonerteilchen im Entwicklergefäß auf ein geeignetes Verhältnis eingestellt werden, was gewünschte Bilder gewährleistet, da Entwicklermaterial sicher an derjenigen Position vorhanden ist, an der der Tonerkonzentrationssensor vorhanden ist.
Zusätzlich ist der Entwicklermaterialpfad, durch den ein Entwicklermaterial strömen soll, vorzugsweise im Bodenteil des Entwicklergefäßes vorhanden. Ferner ist die Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung vorzugsweise entlang dem Pfad vorhanden. Bei der obigen Anordnung ist im im Bodenabschnitt des Entwicklergefäßes vorhandenen Pfad, durch den Entwicklermaterial strömen soll, eine vorbestimmte Menge an Entwicklermaterial selbst unmittelbar vor und nach dem Auslassen von Entwicklermaterial gewährleistet. Darüber hinaus fließt selbst dann, wenn eine große Menge an Entwicklermaterial aus dem Entwicklergefäß ausgelassen wird, das Entwicklermaterial dorthin. Daher steht die Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung immer in stabilem Kontakt mit dem Entwicklermaterial, und so kann der Anteil von Tonerteilchen durch die im Entwicklermaterialpfad vorhandene Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung genau erfasst werden. Im Ergebnis können die Tonerteilchen im Entwicklergefäß auf einen geeigneten Anteil eingestellt werden, wodurch eine gewünschte Bildqualität gewährleistet ist.
Ferner wird der Umfang der Anwendbarkeit der Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Jedoch ist zu beachten, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung angeben, nur veranschaulichend angegeben werden, da verschiedene Änderungen und Modifizierungen innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung dem Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung beigefügt sind und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend sind, vollständiger zu verstehen sein.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als vergrößerte Schnittansicht, die eine in einem Kopiergerät vorhandene Entwicklervorrichtung veranschaulicht;
Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht, die die Gesamtkonfiguration eines Kopiergeräts zeigt, in dem die Entwicklervorrichtung von Fig. 1 vorhanden ist;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abfallbehälter zeigt;
Fig. 4 ist eine erläuternde Ansicht, die zeigt, wie der Abfallbehälter in der Entwicklervorrichtung angebracht ist;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem des Kopiergeräts zeigt;
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm, das Prozesse zum Zuführen zusätzlichen Trägerentwicklers zum Entwicklergefäß veranschaulicht;
Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das den Ausgangswert eines Sensors mit magnetischer Permeabilität in Bezug auf die Menge von Entwicklermaterial zeigt;
Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, das Prozesse zum Berechnen der Mengen von Entwicklermaterial im Entwicklergefäß zeigt;
Fig. 9 ist ein Flussdiagramm, das Prozesse zum Kontrollieren des Anteils von Tonerteilchen veranschaulicht;
Fig. 10, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist eine erläuternde Ansicht, die einen im Entwicklergefäß vorhandenen optischen Sensor zeigt;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den optischen Sensor von Fig. 10 zeigt;
Fig. 12 ist ein Schaltbild, das den optischen Sensor von Fig. 10 zeigt;
Fig. 13, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die im Kopiergerät vorhandene Entwicklervorrichtung zeigt;
Fig. 14 ist eine typische Darstellung, die die Gesamtkonfiguration eines Kopiergeräts zeigt, in dem die Entwicklervorrichtung vorhanden ist;
Fig. 15(a)(b) sind Ansichten, die wesentliche Teile der Entwicklervorrichtung zeigen, wobei Fig. 15(a) eine Schnittansicht entlang der Linie H-H in Fig. 13 ist und Fig. 15(b) eine Draufsicht entlang der Linie I-I in Fig. 15(a) ist;
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem des Kopiergeräts zeigt; und
Fig. 17 zeigt eine Längsschnittansicht einer Entwicklervorrichtung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die folgende Beschreibung erörtert unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 17 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst ein mit einer erfindungsgemäßen Entwicklervorrichtung versehenes Kopiergerät eine Vorlagenplatte 1, die an seiner Oberseite vorhanden ist, sowie ein optisches System 2 zu Belichtungszwecken, das unter der Vorlagenplatte 1 vorhanden ist. Das optische System 2 besteht aus einer Lichtquellenlampe 3 zum Abrastern eines auf die Vorlagenplatte 1 aufgelegten Dokuments (nicht dargestellt), während Licht eingestrahlt wird, mehrere Reflexionsspiegel 5 zum Lenken von vom Dokument reflektiertem Licht auf einen Photoempfänger 4 sowie eine Linseneinheit 6, die entlang dem optischen Pfad des reflektierten Lichts vorhanden ist.
Entlang dem Umfang des Photoempfängers 4 sind folgende Einheiten vorhanden: eine Ladeeinrichtung 7 zum Laden der Oberfläche desselben auf ein vorbestimmtes Potential; eine Löscheinrichtung (nicht dargestellt); eine Ent wicklervorrichtung 8 zum Entwickeln eines auf der Oberfläche des Photoempfängers 4 ausgebildeten elektrostatischen, latenten Bilds; eine Übertragung-Ladeeinrichtung 9 zum Übertragen eines Tonerbilds auf der Oberfläche des Photoempfängers 4 auf ein Blatt; eine Reinigungseinheit 10 zum Sammeln von an der Oberfläche des Photoempfängers 4 verbliebenen Tonerteilchen sowie eine Entfernungseinrichtung (nicht dargestellt). Auf der Blatteinlassseite des Photoempfängers 4 sind eine Synchronisierwalze 11 zum Zuführen von Blättern mit vorbestimmter zeitlicher Lage, eine Transportwalze 12, eine Zuführkassette 13 und eine Zuführwalze 14 vorhanden. Andererseits ist auf der Blattauslassseite des Photoempfängers 4 eine Schmelzeinrichtung 15 vorhanden, die dafür sorgt, dass ein auf ein Blatt übertragenes Tonerbild dauerhaft auf diesem fixiert wird.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst die Entwicklervorrichtung 8 ein geschlossenes Entwicklergefäß 16. Ferner ist eine Entwicklerwalzeneinrichtung 17 aus einer Magnetwalze und einer Rührwalze 18 drehbar im Entwicklergefäß 16 vorhanden. Das im Entwicklergefäß 16 gelagerte Entwicklermaterial besteht aus Trägerkörnchen und Tonerteilchen. Die aus magnetischen Substanzen bestehenden Tonerteilchen enthalten eine Harzüberzugsschicht, die auf ihrer Oberfläche ausgebildet ist, um die Anhaftung von Tonerteilchen zu steuern. Wenn Trägerkörnchen und Tonerteilchen durch die Rührwalze 18 gemischt werden, werden die Tonerteilchen durch Reibung elektrisch geladen. Die Entwicklerwalze 17 zieht Trägerkörnchen an und transportiert sie mittels einer Magnetbürste. So haften die an Trägerkörnchen mittels der Coulombkraft anhaftenden Tonerteilchen am elektrostatischen, latenten Bild auf dem Photoempfänger 4 an, um dadurch dasselbe zu entwickeln. Hierbei wird die Länge der Magnetbürste durch ein Rakel 19 eingestellt.
Ferner ist in der Oberseite 16a des Entwicklergefäßes 16 eine Eintrittsöffnung für zusätzliches Entwicklermaterial vorhanden. Eine Entwicklermaterial-Zuführeinheit 20 ist von oberhalb der Öffnung her so eingesetzt, dass sie zu dieser passt. Innerhalb der Entwicklermaterial-Zuführeinheit 20 existiert eine Unterteilung in zwei Fächer: ein Tonerteilchen-Vorratsfach 20a (Tonerzuführabschnitt) und ein Trägerentwickler-Vorratsfach 20b (Trägerzuführabschnitt). Im Tonerteilchen-Vorratsfach 20a sind Tonerteilchen eingelagert, und im Trägerentwickler-Vorratsfach 20b ist ein Entwicklermaterial eingelagert, das nur aus Trägerkörnchen besteht oder ein Entwicklermaterial, das aus Tonerteilchen und Trägerkörnchen mit vorbestimmten Verhältnis besteht (nachfolgend als Trägerentwickler bezeichnet).
An den jeweiligen Böden der Vorratsfächer 20a und 20b sind eine Tonerzuführwalze 21 und eine Trägerentwickler-Zuführwalze 22 vorhanden. Durch die Drehungen der Tonerzuführwalze 21 fallen die Tonerteilchen im Tonerteilchen-Vorratsfach 20a entsprechend der Antriebszeit der Walze 21 in das Entwicklergefäß 16. In ähnlicher Weise fallen durch die Drehungen der Trägerentwickler-Zuführwalze 22 die Trägerkörner im Trägerentwickler-Vorratsfache 20b entsprechend der Antriebszeit der Walze 22 in das Entwicklergefäß 16.
An der Seitenwand 16b des Entwicklergefäßes 16 ist ein geschlossener Abfallbehälter 23 (Entwicklermaterial-Sammelabschnitt) mit einer Öffnung an seiner Seite wegnehmbar befestigt. Im Entwicklergefäß 16 ist in der Seitenwand 16b eine Eintrittsöffnung ausgebildet. An der Seite des Bodens 16d mit der Auslassöffnung 26 des Entwicklergefäßes 16 ist eine vorstehende Platte 16c (siehe Fig. 4) zum Halten des Abfallbehälters 23 ausgebildet. Ein Sensor 24 für magnetische Permeabilität zum Erfassen der Menge des Entwicklermaterials im Abfallbehälter 23 ist an dieser vorstehenden Platte 16c vorhanden.
Wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist in der Seitenwand des Abfallbehälters 23 eine Öffnung 27 zu Sammelzwecken so vorhanden, dass sie mit der Auslassöffnung 26 des Entwicklergefäßes 16 in Verbindung steht. Ferner ist unter der Öffnung 27 ein vorstehender Teil 27a ausgebildet, um eine Verschmutzung durch Entwicklermaterial zu verhindern. Am Boden des Abfallbehälters 23 ist ein ausgesparter Teil 23a so ausgebildet, dass er den Abfallbehälter 23 mit dem vorstehenden Teil 16e aufnimmt, der am Boden 16d des Entwicklergefäßes 16 ausgebildet ist. Ferner ist ein Loch 28 zum Installieren des Sensors 24 für magnetische Permeabilität am Boden 16d des Entwicklergefäßes 16 ausgebildet. Der Sensor 24 für magnetische Permeabilität ist vorhanden, um die magnetische Permeabilität von Trägerkörnchen zu messen. So muss der Sensor 24 für magnetische Permeabilität nicht in Kontakt mit dem Entwicklermaterial stehen, und er muss nur in engem Kontakt mit dem Abfallbehälter 23 stehen.
Wenn der Abfallbehälter 23 am Entwicklergefäß 16 angebracht ist, rutscht er in der Richtung eines Pfeils A (siehe Fig. 4), so dass der ausgesparte Abschnitt 23a des Abfallbehälters 23 den vorstehenden Teil 16e des Entwicklergefäßes 16 aufnimmt. Bei dieser Anordnung ist der vorstehende Teil 27a so angebracht, dass er in Kontakt mit dem Boden des vorstehenden Teils 26a steht, der so ausgebildet ist, dass er die Auslassöffnung 26 umgibt, und die Öffnung 27 für Sammelzwecke sowie die Auslassöffnung 26 des Entwicklergefäßes 16 sind horizontal verbunden.
Nun wird ein anderes Beispiel des Abfallbehälters 23 unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15(a)(b) erläutert. Außerdem sind Elemente mit denselben Funktionen wie denen der oben genannten Elemente mit denselben Codes gekennzeichnet. So werden die Beschreibungen derselben hier weggelassen.
Innerhalb der Entwicklervorrichtung 8 (siehe Fig. 14) ist ein Abfallbehälters 23 vorhanden, der die in Fig. 13 dargestellte Form aufweist. Das heißt, dass an der Seitenwand 16b des Entwicklergefäßes 16 der geschlossene Abfallbehälter 23 mit einer in seiner Seite ausgebildete Öffnung wegnehmbar befestigt ist. Ferner ist die Auslassöffnung 26 zur Verbindung des Entwicklergefäßes 16 mit dem Abfallbehälter 23 in der Seitenwand 16b ausgebildet. Entlang der Außenfläche der Seitenwand 16b ist ein Öffnungs- und Schließmechanismus 40 zum Öffnen und Schließen der Auslassöffnung 26 vorhanden.
Wie es in den Fig. 15(a)(b) dargestellt ist, besteht der Öffnungs- und Schließmechanismus 40 aus einem Öffnungs- und Schließdeckel 41 in Form einer ebenen Platte, der so vorhanden ist, dass er entlang der Außenseite der Seitenwand 16b frei verschiebbar ist, einem Paar Führungsplatten 42, die zu beiden Seiten des Öffnungs- und Schließdeckels 41 vorhanden sind, um den Verschiebevorgang desselben zu führen, und einer Spule 43 zu Auslasszwecken, bei der ein Ende eines Plungers 43a derselben mit dem Öffnungs- und Schließdeckel 41 verbunden ist.
Wie es in Fig. 16 dargestellt ist, ist eine aus einem Mikrocomputer bestehende Steuerungseinheit 42 in einem Kopiergerät-Hauptgehäuse vorhanden. Von dieser Steuerungseinheit 42 wird ein Signal zum Steuern der Spule 43 zu Auslasszwecken ausgegeben. Wenn z. B. die Spule 43 für Auslasszwecke auf AUS gestellt ist, wird der Plunger 43a in einer vorderen Stellung gehalten, und so wird der Öffnungs- und Schließdeckel 41 in einer geschlossenen Stellung gehalten, um die Auslassöffnung 26 zu bedecken. Andererseits bewegt sich der Plunger 43a zurück, wenn die Spule 43 für Auslasszwecke auf EIN gestellt wird. Im Ergebnis wird der Öffnungs- und Schließdeckel 41 von der Stellung zurückgezogen, in der die Auslassöffnung 46 bedeckt ist, und sie wird auf offen eingestellt. Im offenen Zustand fällt das Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 durch die Auslassöffnung 26 in den Abfallbehälter 23, um aus dem Entwicklergefäß 16 entfernt zu werden.
Nachfolgend werden Kopierprozesse bei einem Kopiergerät mit der obigen Anordnung erläutert.
Wenn ein Spannungsschalter (nicht dargestellt) auf EIN geschaltet wird, werden als erstes Aufwärmprozesse ausgeführt. Nach Abschluss der Aufwärmprozesse wird ein Kopierstartschalter 31 auf EIN geschaltet. Dann wird ein auf die Vorlagenplatte 1 aufgelegtes Dokument durch eine Lampe 3 einer optischen Quelle im optischen Belichtungssystem 2 abgerastert. Hierbei wird das vom Dokument reflektierte Licht durch den Reflexionsspiegel 5 und die Linseneinheit 6 auf den Photoempfänger 4 projiziert. Im Ergebnis wird auf der Oberfläche des Photoempfängers 4, die durch die Ladeeinrichtung 7 auf ein vorbestimmtes Potential geladen wurde, ein elektrostatisches, latentes Bild ausgebildet. Dann wird das elektrostatische, latente Bild unter Verwendung von Tonerteilchen entwickelt, wie sie von der Entwicklervorrichtung 8 zugeführt werden. Das Tonerbild auf der Oberfläche des Photoempfängers 4 wird mittels der Übertragungs-Ladeeinrichtung 9 auf ein von der Zuführkassette 13 zugeführtes Blatt übertragen. Dann wird das Tonerbild durch die Schmelzeinrichtung 15 auf dem Kopiermaterial dauerhaft ausgebildet. Im Ergebnis wird auf dem Blatt ein Kopiebild erzeugt, das dem Dokumentenbild entspricht.
Um die obigen sequentiellen Kopierprozesse zu steuern, ist im Kopiergerät eine aus einem Mikrocomputer bestehende Steuerungseinheit 32 vorhanden, wie in Fig. 5 dargestellt. Diese Steuerungseinheit 32 ist so ausgebildet, dass in sie ein Signal zum Einschalten des Kopiestartschalters 31 eingegeben wird. Ferner ist ein Zähler 33 vorhanden, um die Gesamtanzahl von Kopien zu zählen, und in die Steuerungseinheit 32 wird ein Zählwert (nachfolgend als Kopienzählwert bezeichnet) eingegeben.
Durch Wiederholen der obigen Kopierprozesse werden die Tonerteilchen im Entwicklermaterial, wie es im Entwicklergefäß 16 der Entwicklervorrichtung 8 gelagert ist, allmählich verbraucht, und entsprechend fällt der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklermaterial. Hierbei wird, da im Entwicklergefäß 16 der Tonerkonzentrationssensor 25 vorhanden ist, um die Änderung des Anteils von Tonerteilchen zu erfassen, die Tonerzuführwalze 21 auf Grundlage des Tonerkonzentrationssensors 25 unter Steuerung durch die Steuerungseinheit 32 aktiviert.
Wenn durch das Erfassungssignal vom Tonerkonzentrationssensor 25 erkannt wird, dass der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 unter den Bereich eines geeigneten Anteils für Entwicklungszwecke gefallen ist, wird die Tonerzuführwalze 21 aktiviert. Im Ergebnis werden Tonerteilchen vom Tonerteilchen-Vorratsfach 20a in das Entwicklergefäß 16 geliefert. Durch zusätzliches Zuführen von Tonerteilchen nimmt der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklermaterial allmählich zu, und wenn erkannt wird, dass der Anteil den für einen Entwicklungsvorgang geeigneten Bereich überschreitet, wird die Tonerzuführwalze 21 angehalten. Durch die obige Regelung kann der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 innerhalb des für den Entwicklungsprozess geeigneten Bereichs gehalten werden. Bei diesem Beispiel ist der Tonerkonzentrationssensor 25 unter dem Boden 16d des Entwicklergefäßes 16 in der Nähe der Unterseite der Auslassöffnung 26 vorhanden.
Das Verfahren zum Zuführen zusätzlicher Tonerteilchen ist nicht auf das obige Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann auch ein Tonerkonzentration- Regelungsverfahren (das später beschrieben wird) verwendet werden, bei dem Tonerteilchen unter Verwendung des Ausgangswerts des Tonerkonzentrationssensors 25 zugeführt werden.
Wie beschrieben, werden zusätzlich zugeführte Tonerteilchen mit dem Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 vermischt, und nachdem das Entwicklermaterial hinsichtlich einer vorbestimmten Ladung gesteuert wurde, wird es für einen Entwicklungsvorgang auf den Photoempfänger 4 geliefert. Andererseits verschlechtert sich die Qualität der Trägerkörnchen im Entwicklermaterial allmählich, da sie wiederholt verwendet werden, während sie durch die Entwicklerwalze 17 und die Rührwalze 18 gerührt werden, oder dadurch, dass sie mit der Oberfläche des Photoempfängers 4 in Kontakt treten. Wenn die Qualität der Trägerkörnchen beeinträchtigt ist, kann keine vorbestimmte Ladung von Tonerteilchen gewährleistet werden, was die Bildqualität verringert. Um das obige Problem zu verhindern, erfolgte ein Versuch zum Verhindern einer Verringerung der Bildqualität durch Zuführen von nicht nur Tonerteilchen sondern auch von Trägerkörnchen, um allmählich die abgenutzten Trägerkörnchen im Entwicklergefäß 16 zu ersetzen. Um Trägerkörnchen zuzuführen, steuert die Steuerungseinheit 32 auch die Zufuhr von Trägerkörnchen vom Trägerentwickler-Vorratsfach 20b. Die Steuerung der Zuführungs-und Auslassvorgänge wird mit derselben zeitlichen Lage oder zu verschiedenen Zeitpunkten, z. B. nach jeweils einem vorbestimmten Kopienzählwert n, ausgeführt.
Wie beschrieben, ist bei der Entwicklervorrichtung 8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Tonerkonzentrationssensor 25 am Boden 16d in der Nähe der in der Seitenwand 16b ausgebildeten Auslassöffnung 26 vorhanden. Unter Verwendung des Tonerkonzentrationssensors 25 kann der Anteil der Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 genau erfasst werden.
In der Nähe unter der Auslassöffnung 26, die vorhanden ist, um durch sie überschüssiges Entwicklermaterial auszugeben, kann eine vorbestimmte Menge an Tonerteilchen gewährleistet werden. Ferner fließt immer dann, wenn eine vorbestimmte Menge an Entwicklermaterial durch die Auslassöffnung 26 ausgegeben wurde, das Entwicklermaterial in die Auslassöffnung 26. Daher kann selbst unmittelbar vor und nach dem Auslassen von Entwicklermaterial eine vorbestimmte Menge an Entwicklermaterial in der Nähe unter der Auslassöffnung 26 gewährleistet werden. Daher steht der Tonerkonzentrationssensor 25 in stabilem Kontakt mit dem Entwicklermaterial. So besteht keine Wahrscheinlichkeit, dass die Konzentration des Entwicklermaterials in diesem Teil variiert, und demgemäß kann sie unter diesen Bedingungen durch den Tonerkonzentrationssensor 25 erfasst werden. Im Ergebnis kann der Anteil von Tonerteilchen genau erfasst werden. Bei dieser Anordnung kann selbst dann, wenn auf Grund eines Stoßes oder einer Verkippung beim Bewegen des mit der erfindungsgemäßen Entwicklervorrichtung 8 versehenen Kopiergeräts eine große Menge an Entwicklermaterial aus dem Entwicklergefäß 16 ausgelassen wird, eine vorbestimmte Menge an Entwicklermaterial an der Position gewährleistet werden, an der der Tonerkonzentrationssensor 25 vorhanden ist. Im Ergebnis kann im Entwicklergefäß 16 ein geeigneter Anteil von Tonerteilchen aufrechterhalten werden, um dadurch eine wünschenswerte Bildqualität zu gewährleisten.
Wie beschrieben, enthält die Entwicklervorrichtung einen Tonerkonzentrationssensor zum Erfassen des Anteils von Tonerteilchen im Entwicklergefäß, der in der Nähe unter dem Auslassabschnitt des Entwicklergefäßes zum Auslassen von überschüssigem Entwicklermaterial vorhanden ist. Daher kann der Tonerkonzentrationssensor immer unter denselben Bedingungen mit dem Entwicklermaterial in stabilem Kontakt stehen. Dies verhindert, dass die Konzentration des Entwicklermaterials in der Nähe des Tonerkonzentrationssensors stark variiert, um dadurch eine genaue Erfassung des Anteils von Tonerteilchen durch den Tonerkonzentrationssensor zu gewährleisten. Im Ergebnis können die Tonerteilchen im Entwicklergefäß immer auf einem gewünschten Anteil gehalten werden, um dadurch eine wünschenswerte Bildqualität zu gewährleisten.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 ein anderes Verfahren zum genauen Erfassen des Anteils von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 erläutert. Der Zweckdienlichkeit halber sind Elemente mit denselben Funktionen wie beim oben genannten Ausführungsbeispiel mit demselben Code gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Bei diesem Beispiel ist in axialer Richtung der an der Seitenwand 16b des Entwicklergefäßes 16 vorhandenen Rührwalze 18 ein Entwicklermaterialpfad 16f vorhanden, und der Tonerkonzentrationssensor 25 ist an der Wand des Entwicklermaterialpfads 16f vorhanden. Der obere Endteil des Entwicklermaterialpfads 16f steht mit dem Teil des Entwicklergefäßes in der Nähe eines Endes in der axialen Richtung der Rührwalze 18 in Verbindung, der das Material in der Richtung des Pfeils B transportiert. Andererseits steht der untere Endteil des Entwicklermaterialpfads 16f mit dem Teil des Entwicklergefäßes in Verbindung, in dem das Entwicklermaterial immer strömt und sicher vorhanden ist. Bei dieser Anordnung strömt das Entwicklermaterial durch den Entwicklermaterialpfad 16f in der Richtung eines Pfeils A. Abweichend vom obigen Fall verfügt die Entwicklervorrichtung dieses Beispiels über dieselbe Anordnung wie die Entwicklervorrichtung des vorigen Beispiels.
Gemäß der obigen Anordnung ist im Entwicklermaterialpfad 16f mehr als eine vorbestimmte Menge an Entwicklermaterial vorhanden, und demgemäß kann der Tonerkonzentrationssensor 25 immer in stabilem Kontakt mit dem Entwicklermaterial stehen. Daher kann eine konstante Konzentration des Entwicklermaterials aufrechterhalten werden. Im Ergebnis kann vom Tonerkonzentrationssensor 25 der Anteil von Tonerteilchen immer genau unter denselben Bedingungen erfasst werden. Darüber hinaus kann selbst dann, wenn auf Grund eines Stoßes oder einer Verkippung beim Bewegen des mit der erfindungsgemäßen Entwicklervorrichtung 8 versehenen Kopiergeräts eine große Menge an Entwicklermaterials auf einmal aus dem Entwicklergefäß 6 ausgelassen wird, das Vorhandensein von Entwicklermaterial an derjenigen Position gewährleistet werden, an der der Tonerkonzentrationssensor 25 vorhanden ist. Im Ergebnis kann im Entwicklergefäß 16 ein geeigneter Anteil von Tonerteilchen wiederhergestellt werden, um dadurch eine wünschenswerte Bildqualität zu gewährleisten.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass der Entwicklermaterialpfad 16f beim obigen Beispiel zwar so ausgebildet ist, dass er vom Hauptgehäuse des Entwicklergefäßes 16 vorsteht, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann der Entwicklermaterialpfad 16f in einem Innenteil des Entwicklergefäßes 16 ausgebildet sein, solange der Tonerkonzentrationssensor 25 in stabilem Kontakt mit dem Entwicklermaterial steht.
Wie beschrieben, ist die Entwicklervorrichtung des vorliegenden Beispiels so ausgebildet, dass der Entwicklermaterialpfad, durch den Entwicklermaterial in das Entwicklergefäß strömen soll, am Bodenteil des Entwicklergefäßes ausgebildet ist und der Tonerkonzentrationssensor zum Erfassen der Tonerkonzentration im Entwicklermaterialpfad vorhanden ist. Bei dieser Anordnung kann der Tonerkonzentrationssensor immer in stabilem Kontakt mit dem Entwicklermaterial stehen. Daher kann der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 genau erfasst werden. Im Ergebnis kann ein geeigneter Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß aufrechterhalten werden, um dadurch eine wünschenswerte Bildqualität zu gewährleisten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nun ein anderes Verfahren zum Einstellen der Menge zusätzlichen Trägerentwicklers, wie sie durch die Steuerungseinheit 32 anzugeben ist, erläutert.
Die jeweiligen Werte für einen Zuführzyklus YC und eine Zuführzeit tYC werden gemäß der Summenanzahl von Kopien eingestellt. Jedesmal dann, wenn ein Kopiervorgang ausgeführt wird, wird der Kopienzählwert n vom Kopienzähler 33 mit einem Vorgabezählwert n(i) für Schaltzwecke verglichen (S1). In einem Speicher der Steuerungseinheit 32 sind mehrere Werte entsprechend n(1), n(2), ... eingespeichert, und die gespeicherten Werte werden auf einen Parameter i im Schritt S1 hin ausgelesen. Im Speicher sind der Zuführzykluswert YC(i) und die Zuführzeit tYC(i) entsprechend jedem Vorgabezählwert n(i) (i = 1, 2, ...) für Schaltzwecke gespeichert.
Wenn in S1 erkannt wird, dass der Kopienzählwert n den Vorgabezählwert n(i) für Schaltzwecke erreicht hat, werden YC(i) und tYC(i), wie sie zu diesem Zeitpunkt jeweils n(i) entsprechen, als Zuführzyklus YC und Zuführzeit tYC eingestellt, um alte Werte zu ersetzen (S2). Danach wird der Parameter i um 1 erhöht (S3).
Nachdem die obigen Prozesse S1-S3 zum Aktualisieren der Werte ausgeführt sind, wird der Kopienzählwert n mit einem Zuführzeitpunktswert My verglichen (S4). Wenn n noch nicht My erreicht hat, geht die Abfolge zu S1 zurück. Andererseits wird, wenn n den Wert My erreicht hat, die Trägerentwickler-Zuführwalze 22 auf EIN geschaltet (S5). Im Ergebnis wird die Zufuhr von Trägerentwickler vom Trägerentwickler-Vorratsfach 20b in das Entwick lergefäß 16 gestartet. Gleichzeitig beginnt der Zähler zum Überwachen der Zuführzeit zu zählen (S6). Wenn die durch die Zähler gezählte verstrichene Zeit die Zuführzeit tYC erreicht hat, wird die Zufuhr zusätzlichen Trägerentwicklers dadurch angehalten, dass die Trägerentwickler-Zuführwalze 22 auf AUS geschaltet wird (S7). Dann wird der Zuführzyklus YC zum Zuführzeitpunktswert My addiert (S8), und die Abfolge geht zu S1 zurück. Im Ergebnis wird der Zuführzeitpunktswert My die Summenzahl von Kopien bis zum aktuellen Zeitpunkt, für den nächsten Zuführvorgang.
Durch Wiederholen des obigen Steuerungsvorgangs wird die Trägerentwickler- Zuführwalze 22 immer dann für eine vorbestimmte Zeit angetrieben, wenn ein Kopierprozess YC mal ausgeführt wurde, und zusätzlicher Trägerentwickler wird entsprechend der Antriebszeit der Trägerentwickler-Zuführwalze 22 dem Entwicklergefäß 16 zugeführt.
Wenn dem Entwicklergefäß 16 zusätzlicher Entwicklerträger zugeführt wird, nimmt die Menge an Entwicklermaterial allmählich zu. Da jedoch die Auslassöffnung 26 in der Seitenwand 16b des Entwicklergefäßes 16 vorhanden ist, wird überschüssiges Entwicklermaterial, das überläuft, aus dem Entwicklergefäß 16 entfernt und im Abfallbehälter 23 gesammelt. Wie beschrieben, kann durch Wiederholen der Zufuhr zusätzlichen Trägerentwicklers und das Auslassen überschüssigen Entwicklermaterials in bzw. aus dem Entwicklergefäß 16 überschüssiges Entwicklermaterial in demselben ausgetauscht werden, bevor die gualität desselben beeinträchtigt wird.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Menge an Entwicklermaterial und dem Ausgangswert des Sensors für magnetische Permeabilität in bezug auf den Anteil von Trägerkörnchen. Wie es aus der Figur erkennbar ist, entspricht die Menge an Entwicklermaterial dem Ausgangssignal des Sensors für magnetische Permeabilität in eineindeutiger Weise. Daher kann dann, wenn der Anteil von Tonerteilchen konstant ist, die Menge an Entwicklermaterial unter Verwendung des Ausgangswerts des Sensors für magnetische Permeabilität erfasst werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 8 ein Verfahren zum Kontrollieren der Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 erläutert.
Als erstes wird die Anfangsmenge von Entwicklermaterial Md, wie es im Entwicklergefäß 16 zu lagern ist, in den Speicher eingespeichert (T1). Als nächstes wird bestimmt, ob die Zufuhr zusätzlichen Trägerentwicklers in diesem Stadium zulässig ist (T2). Falls nicht, wird ein Kopierprozess fortgesetzt (T9). Wenn die Bedingung in T2 erfüllt ist, wird die Trägerentwickler-Zuführwalze 22 für eine vorbestimmte Zeit angetrieben und es wird eine vorbestimmte Menge Ma(j) an Trägerentwickler zugeführt (T3). Dann wird der Ausgangswert des Sensors 24 für magnetische Permeabilität (Einrichtung zum Erfassen der Menge von Entwicklermaterial im Sammelabschnitt), der am Boden des Abfallbehälters 23 vorhanden ist, in die Steuereinheit 32 eingegeben (T4). Auf Grundlage des vom Sensor 24 für magnetische Permeabilität in die Steuerungseinheit 32 eingegebenen Ausgangswerts wird die Menge an Entwicklermaterial Mb(j) im Abfallbehälter 23 unter Verwendung einer Datentabelle berechnet (T5). Unter Verwenden der Differenz zur Menge an Entwicklermaterial Mb(j-1) im Abfallbehälter 23, wie sie beim letzten Mal gesammelt wurde, wird die Menge an Entwicklermaterial Mc(j), wie sie aktuell im Abfallbehälter 23 gesammelt ist, hergeleitet (T6). Die Menge an Entwicklermaterial M(j) im Entwicklergefäß 16 wird durch die folgende Gleichung berechnet (T7j:
M(j) = Ma(j) - Mc(j) + M(j-1) (1)
Dann wird der Parameter j um 1 erhöht (T8).
Durch Wiederholen der obigen Prozesse kann die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 berechnet werden. Außerdem ist die bei der Berechnung von Mb(j) verwendete Datentabelle eine solche Tabelle, die die Beziehung zwischen dem Ausgangswert des Sensors 24 für magnetische Permeabilität und der Menge an Entwicklermaterial zeigt, wobei für jeden Anteil von Tonerteilchen zwischen diesen eine vorbestimmte Beziehung besteht. Hierbei werden die Prozesse in T6 und T7 durch die Steuerungseinheit 32 ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 werden nachfolgend Prozesse zum Einstellen des Anteils von Tonerteilchen erläutert. Wie es im Flussdiagramm von Fig. 8 dargestellt ist, wird die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 berechnet (U1). In der Steuerungseinheit 32 wird der Ausgangswert des Sensors für magnetische Permeabilität (Sollanteil von Tonerteilchen) durch die berechnete Menge an Entwicklermaterial und einen vorbestimmten Anteil von Tonerteilchen eingestellt. Hierbei wird die Beziehung zwischen der Menge an Entwicklermaterial und den Ausgangswerten des Sensors für magnetische Permeabilität (siehe Fig. 7) verwendet (U2). Dann wird der Ausgangswert des Tonerkonzentrationssensors 25 mit dem Sollausgangswert vom Sensor für ma gnetische Permeabilität verglichen (U3). Wenn der Ausgangswert vom Tonerkonzentrationssensor 25 größer als der Sollausgangswert des Sensors für magnetische Permeabilität ist (d. h., wenn der erfasste Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 niedriger als das Sollverhältnis ist), wird, da der Anteil von Trägerkörnchen im Entwicklermaterial hoch ist, die Tonerzuführwalze 21 aktiviert, um Tonerteilchen zuzuführen (US). Andererseits kann dann, wenn der Sollausgangswert des Sensors für magnetische Permeabilität größer als der Ausgangswert des Tonerkonzentrationssensors 25 ist (d. h., wenn der erfasste Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 höher als der Sollanteil ist), ein Kopiervorgang ausgeführt werden, da der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklermaterial ausreichend ist (U4).
Durch Wiederholen der obigen Prozesse kann der Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 auf den Sollanteil eingestellt werden. Zusätzlich werden die Prozesse in U3 und US durch die Steuerungseinheit 32 (Steuerungseinrichtung) ausgeführt.
Bei der obigen Anordnung wird die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 auf Grundlage des Ausgangswerts des Sensors 24 für magnetische Permeabilität erfasst und durch die Steuerungseinheit 32 wird ein geeigneter Ausgangswert des Tonerkonzentrationssensors 25 (Sollanteil von Tonerteilchen) entsprechend der erfassten Menge an Entwicklermaterial berechnet. Der Erfassungsausgangswert des im Entwicklergefäß 16 vorhandenen Tonerkonzentrationssensors 25 wird mit dem berechneten Sollausgangswert für den Tonerkonzentrationssensor 25 verglichen. Dann wird auf Grundlage der Ergebnisse des obigen Vergleichs die Zufuhr zusätzlicher Tonerteilchen vom Tonerteilchen-Vorratsfach 20a dadurch gesteuert, dass die Zufuhr und das Anhalten der Zufuhr von Tonerteilchen aus dem Tonerteilchen-Vorratsfach 20a gesteuert wird, um dadurch den Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 einzustellen.
Wie beschrieben, ist die Entwicklervorrichtung 8 so ausgebildet, dass Tonerteilchen und Trägerentwickler zusätzlich zugeführt werden und überschüssiges Entwicklermaterial ausgelassen wird. Bei einer derartigen Vorrichtung kann der Anteil von Tonerteilchen selbst dann innerhalb eines vernachlässigbaren Schwankungsbereichs eingestellt werden, wenn die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 variiert. Ferner kann selbst dann, wenn wegen eines Stoßes oder einer Verkippung bei einer Bewegung des mit der erfindungsgemäßen Entwicklervorrichtung 8 versehenen Kopiergeräts eine große Menge an Entwicklermaterial auf einmal aus dem Entwicklergefäß 16 ausgelassen wird, die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 genau erfasst werden, und der Anteil von Tonerteilchen kann entsprechend der erfassten Menge an Entwicklermaterial eingestellt werden. Im Ergebnis kann sicher ein konstanter Anteil von Tonerteilchen beibehalten werden, ohne dass ein breiter Schwankungsbereich existiert.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 ein anderes Verfahren zum Einstellen des Anteils von Tonerteilchen durch Berechnen der Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 erläutert. Der Zweckdienlichkeit halber sind Elemente mit denselben Funktionen wie beim obigen Ausführungsbeispiel mit denselben Codes bezeichnet, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, sind mehrere optische Sensoren 29 (Entwicklermaterialmenge-Erfassungseinrichtung) an der Seitenwand des Entwicklergefäßes 16 vom Boden 16d aus in der Höhenrichtung benachbart zueinander vorhanden. Wie es in Fig. 11 dargestellt ist, umfasst der optische Sensor 29 ein Lichtemissionselement 35, von dem Licht emittiert wird, und ein Lichtempfangselement 36, auf das Licht fällt. Wie es in Fig. 12 dargestellt ist, wird, wenn vom Lichtemissionselement 35 emittiertes Licht das Lichtempfangselement 36 empfängt, das letztere auf EIN gesetzt, und in die Steuerungseinheit 32 wird ein Signal mit dem Pegel NIEDRIG eingegeben. Andererseits wird, wenn vom Lichterfassungselement 35 emittiertes Licht das Lichtempfangselement 36 nicht erreicht, das letztere auf AUS gesetzt, und in die Steuerungseinheit 32 wird ein Signal vom Pegel HOCH eingegeben.
Wenn bei der obigen Anordnung Entwicklermaterial zwischen dem Lichtemissionselement 35 und dem Lichtempfangselement 36 vorhanden ist, empfängt das Lichtempfangselement 36 kein vom Lichtemissionselement 35 empfangenes Licht und es wird ein Signal vom Pegel HOCH in die Steuerungseinheit 32 eingegeben. Genauer gesagt, erreicht dann, wenn sich das Entwicklermaterial auf einer bestimmten Höhe befindet, das vom Lichtemissionselement 35 emittierte Licht das Lichtempfangselement 36 nicht, da Entwicklermaterial zwischen dem Lichtemissionselement 35 und dem Lichtempfangselement 36 zugeführt wird. Andererseits ist dann, wenn der optische Sensor 29 über der Höhe des Entwicklermaterials vorhanden ist, kein Entwicklermaterial zwischen dem Lichtemissionselement 35 und dem Lichtempfangselement 36 vorhanden. Daher erreicht das vom Lichtemissionselement 35 emittierte Licht das Lichtempfangselement 36. Mittels mehrerer optischer Sensoren, die im Entwicklergefäß 16 in der Höhenrichtung benachbart zueinander vorhanden sind, kann die Höhe von Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 erfasst werden, um dadurch die Menge an Entwicklermaterial durch die Position zu erfassen, an der das Eingangssignal in die Steuerungseinheit 32 vom Pegel HOCH auf den Pegel NIEDRIG wechselt.
Unter Verwendung der erhaltenen Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 wird in der Steuerungseinheit 32 wie im Fall des vorigen Beispiels ein geeigneter Sollwert für Tonerteilchen hinsichtlich der Menge an Entwicklermaterial berechnet. Dann wird der Anteil der vom im Entwicklergefäß 16 vorhandenen Tonerkonzentrationssensor 25 erfassten Tonerteilchen mit dem berechneten Sollanteil von Tonerteilchen verglichen. Dann wird die Menge der vom Tonerteilchen-Vorratsfach 20a zuzuführenden Tonerteilchen gesteuert, um dadurch den Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß 16 zu steuern. Hierbei ist die erfasste Menge an Entwicklermaterial umso genauer, je größer die Anzahl optischer Sensoren 29 ist.
Außerdem ist die Höhe des Entwicklermaterials auf eine Position gesetzt, bei der das Eingangssignal in die Steuerungseinheit 32 vom Pegel HOCH auf den Pegel NIEDRIG wechselt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die obige Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann die Position diejenige sein, an der das einzugebende Signal vom Pegel NIEDRIG auf den Pegel HOCH wechselt. In ähnlicher Weise kann das Lichtempfangselement 36 auf AUS gesetzt werden, wenn es Licht empfängt.
Bei der obigen Anordnung wird die Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß 16 durch mehrere im Entwicklergefäß 16 vorhandene optische Sensoren 29 erfasst. Daher wird der Anteil von Tonerteilchen auf Grundlage der Menge von Entwicklermaterial, wie beim vorigen Beispiel, eingestellt. Im Ergebnis kann der Anteil von Tonerteilchen unabhängig von einer Änderung der Menge an Entwicklermaterial innerhalb eines vernachlässigbaren Schwankungsbereichs eingestellt werden.
Wie beschrieben, weist die erfindungsgemäße Entwicklervorrichtung folgendes auf: eine Einrichtung zum Erfassen der Menge an im Entwicklergefäß untergebrachten Entwicklermaterial; eine Einrichtung zum Berechen eines Sollwerts für Tonerteilchen, der für die erfasste Menge an Entwicklermaterial geeignet ist; eine Einrichtung zum zusätzlichen Zuführen von Tonerteilchen zum Entwicklergefäß sowie eine Steuerungseinrichtung zum Steuern des Anteils von Tonerteilchen im Entwicklermaterial durch Einstellen der Menge zusätzlich zuzuführender Tonerteilchen auf Grundlage des Sollanteils von Toner teilchen sowie des erfassten Anteils von Tonerteilchen. Bei der obigen Anordnung kann ein geeigneter Ausgangswert des Tonerkonzentrationssensors auf Grundlage der Menge an Entwicklermaterial unabhängig von einer Änderung der Menge desselben im Entwicklergefäß berechnet werden. Dies erlaubt es, den Anteil von Tonerteilchen im Entwicklergefäß leicht einzustellen. Im Ergebnis kann das Entwicklermaterial im Entwicklergefäß immer auf geeignetem Verhältnis gehalten werden, um dadurch eine gewünschte Bildqualität zu gewährleisten.
Vorstehend sind neuartige Merkmale beschrieben, hinsichtlich derer der Fachmann Vorteile erkennt.

Claims

1. Entwicklervorrichtung mit:

- einem Entwicklergefäß (16) zum Aufnehmen eines aus Tonerteilchen und Trägerkörnchen bestehenden Entwicklermaterials;

- einer Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung (25) zum Erfassen der Konzentration der Tonerteilchen im Entwicklermaterial innerhalb des Entwicklergefäßes (16);

- einer Tonerteilchen-Zuführeinrichtung (20a) zum Zuführen zusätzlicher Tonerteilchen in das Entwicklergefäß (16);

- einer Entwicklermaterial-Mengenerfassungseinrichtung (29) zum Erfassen der Menge an Entwicklermaterial im Entwicklergefäß (16);

gekennzeichnet durch

- eine Steuerungseinrichtung (32) zum Berechnen einer Solltonerkonzentration entsprechend der erfassten Menge an Entwicklermaterial und zum Steuern der Tonerzuführeinrichtung (20a) in solcher Weise, dass die erfasste Tonerkonzentration im wesentlichen der Solltonerkonzentration entspricht.

2. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, bei der mehrere Entwicklermaterial-Mengenerfassungseinrichtungen (29) in der Höhenrichtung des im Entwicklergefäß (16) aufgenommenen Entwicklermaterials in diesem Entwicklergefäß vorhanden sind, wobei diese Entwicklermaterial-Mengenerfassungseinrichtungen (29) eine Einrichtung zum Erfassen der Höhe des aufgenommenen Entwicklermaterials auf Grundlage jeweiliger Ausgangssignale der Entwicklermaterial-Mengenerfassungseinrichtungen (29) aufweisen.

3. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Erfassen der Höhe des im Entwicklergefäß (16) aufgenommenen Entwicklermaterials ein optischer Detektor ist, der aus einem Lichtemissionselement und einem Lichtempfangselement besteht.

4. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, mit:

- einer Auslassöffnung (26) zum Auslassen überschüssigen Entwicklermaterials durch dieselbe, die im Entwicklergefäß (16) vorhanden ist;

- einem Entwicklermaterial-Sammelabschnitt (23) zum Aufnehmen ausgelassenen, überschüssigen Entwicklermaterials, der so vorhanden ist, dass er mit der Auslassöffnung in Verbindung steht;

- einer Mengenerfassungseinrichtung (24) für überschüssiges Entwicklermaterial zum Erfassen der Menge an ausgelassenem, überschüssigem Entwicklermaterial; und

- einer Steuerungseinrichtung zum Berechnen der Menge von im Entwicklergefäß (16) aufgenommenen Entwicklermaterials auf Grundlage der erfassten Menge (Mc) des ausgelassenen, überschüssigen Entwicklermaterials und der Menge (Ma) des dem Entwicklergefäß (16) ursprünglich zugeführten Entwicklermaterials, um eine Solltonerkonzentration entsprechend der erfassten Menge an Entwicklermaterial zu berechnen und um die Menge von zusätzlich zuzuführenden Tonerteilchen so zu steuern, dass eine erfasste Tonerkonzentration eingestellt wird, die der Solltonerkonzentration entspricht.

5. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Mengenerfassungseinrichtung für überschüssiges Entwicklermaterial einen Sensor (24) für magnetische Permeabilität aufweist.

6. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Entwicklermaterial- Sammeleinrichtung (23) und die Mengenerfassungseinrichtung (24) für überschüssiges Entwicklermaterial so vorhanden sind, dass sie voneinander lösbar sind.

7. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der

- die Mengenerfassungseinrichtung für überschüssiges Entwicklermaterial ein Sensor für magnetische Permeabilität ist, um die magnetische Permeabilität des Entwicklermaterials zu erfassen; und

- eine Mengenberechnungseinrichtung für Entwicklermaterial zum Berechnen der Menge von im Entwicklergefäß (16) aufgenommenen Entwicklermaterial auf Grundlage der Menge des im Entwicklermaterial-Sammelabschnitts aufgenommenen Entwicklermaterials vorhanden ist.

8. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Sensor (24) für magnetische Permeabilität am Boden des Entwicklermaterial-Sammelabschnitts (23) vorhanden ist.

9. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Mengenberechnungseinrichtung für Entwicklermaterial die Menge an Entwicklermaterial auf Grundlage einer Datentabelle berechnet, die Daten betreffend die Menge von Entwicklermaterial sowie das Ausgangssignal des Sensors für magnetische Permeabilität, die eine vorbestimmte Beziehung einhalten, für jede Tonerkonzentration speichert.

10. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, ferner mit:

- einem Halteelement (16c) zum Halten des Entwicklermaterial-Sammelabschnitts (23), das am Boden (16d) des Entwicklergefäßes (16) an der Auslassseite vorhanden ist;

- wobei die Auslassöffnung (26) in einer Seitenwand (16b) des Entwicklergefäßes (16) vorhanden ist und der Sensor (24) für magnetische Permeabilität in diesem Halteelement vorhanden ist.

11. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 10, bei der

- ein Öffnungsabschnitt (27) für Sammelzwecke in einer Seitenwand des Entwicklermaterial-Sammelabschnitts (23) so vorhanden ist, dass er in Verbindung mit der Auslassöffnung steht;

- unter dem Öffnungsabschnitt (27) für Sammelzwecke ein vorstehender Abschnitt (27a) vorhanden ist, der eine Verschmutzung durch Entwicklermaterial verhindert;

- ein ausgesparter Abschnitt (23a) am Boden des Entwicklermaterial-Sammelabschnitts (23) ausgebildet ist, der zu einem vorstehenden Abschnitt (16e) passt, der am Boden des Entwicklergefäßes (16) ausgebildet ist; und

- am Boden des Entwicklergefäßes (16) ein Loch (28) zum Anbringen des Sensors für magnetische Permeabilität vorhanden ist.

12. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei der die Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung (25) in der Nähe der Unterseite der Auslassöffnung (26) vorhanden ist.

13. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der

- ein Entwicklermaterialpfad (16f) im unteren Teil des Entwicklergefäßes (16) vorhanden ist, damit durch diesen das Entwicklermaterial in das Entwicklergefäß (16) fließen kann; und

- die Tonerkonzentration-Erfassungseinrichtung (25) entlang dem Entwicklermaterialpfad vorhanden ist.

14. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit:

- einer Rührwalze (18) zum Rühren des Entwicklermaterials im Entwicklergefäß (16), die so vorhanden ist, dass sie frei drehbar ist; und

- einer Entwicklerwalze (17) zum Zuführen des Entwicklermaterials auf einen Photoempfänger (4), die so vorhanden ist, dass sie frei drehbar ist.

15. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, mit:

- einem Trägerzuführabschnitt (20b) zum Zuführen eines Trägerentwicklers, der Trägerkörnchen enthält, zum Entwicklergefäß (16);

- wobei das Entwicklermaterial im Entwicklergefäß (16) durch die in ihm vorhandene Auslassöffnung (26) ausgelassen wird.

16. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, ferner mit einem Öffnungs- und Schließmechanismus (40) zum Öffnen und Schließen der Öffnung (27) für Sammelzwecke, der folgendes aufweist:

- einen plattenförmige Deckel (41), der so vorhanden ist, dass er entlang der Außenseite der Seitenwand (16b) des Entwicklergefäßes (16) frei verschiebbar ist;

- eine Führungsplatte (42) zum Führen einer Verschiebebewegung des Öffnungs- und Schließdeckels, wobei die Führungsplatte zu beiden Seiten des Öffnungs- und Schließdeckels vorhanden ist; und

- eine Spule (43) für Auslasszwecke, bei der das Vorderende eines Plungers (43a) derselben mit dem Öffnungs- und Schließdeckel (41) verbunden ist.

17. Verfahren zum Einstellen der Tonerkonzentration in einer Entwicklervorrichtung mit:

gekennzeichnet durch

- Berechnen einer Solltonerkonzentration entsprechend der erfassten Menge an Entwicklermaterial und zum Steuern der Tonerzuführeinrichtung (20a) in solcher Weise, dass die erfasste Tonerkonzentration im wesentlichen der Solltonerkonzentration entspricht.

18. Verfahren nach Anspruch 17, mit:

- Berechnen der Menge von im Entwicklergefäß (16) aufgenommenem Entwicklermaterial auf Grundlage der erfassten Menge (Mc) des ausgelassenen, überschüssigen Entwicklermaterials und der Menge (Ma) des dem Entwicklergefäß (16) ursprünglich zugeführten Entwicklermaterials, um eine Solltonerkonzentration entsprechend der erfassten Menge an Entwicklermaterial zu berechnen und um die Menge von zusätzlich zuzuführenden Tonerteilchen so zu steuern, dass eine erfasste Tonerkonzentration eingestellt wird, die der Solltonerkonzentration entspricht.